ITMI991365A1

ITMI991365A1 - Crociera per un giunto cardanico per alte sollecitazioni di coppia

Info

Publication number: ITMI991365A1
Application number: IT1999MI001365A
Authority: IT
Inventors: Wilfried Gille; Walter Bischoff
Original assignee: Gkn Gelenkwellenbau Gmbh
Priority date: 1998-07-11
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2000-12-18
Also published as: JP3106312B2; JP2000046064A; US6224489B1; ITMI991365A0; DE19831143C1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Crociera per un giunto cardanico per alte sollecitazioni di coppia"

Riassunto del trovato

L'invenzione riguarda una crociera per un giunto cardanico con un corpo di base (1) e con quattro perni (2) che si allontanano partendo dal corpo di base (1). Per aumentare la sollecitabilità di coppia della crociera la superficie esterna dei perni (2), guardando rispettivamente in direzione longitudinale, in una zona di raccordo (18) verso il corpo di base (1) si estende a forma di curva di diametro crescente con continuità e con un decrescente raggio di curvatura (R). Guardando in un piano di sezione attraverso gli assi (4, 5), rispettivamente la distanza (X) fra una prima tangente (14) alla superficie esterna della zona di raccordo (18), estendentesi sotto un angolo di 45° rispetto all'asse (4), e una seconda tangente (15), parallela alla prima tangente (14) e che, guardando dal cilindro (6), si trova dietro alla prima tangente (14) e in corrispondenza della superficie esterna del corpo di base (1) poggia su un punto (16), situato su una superficie di simmetria (17), a 45° rispetto all'asse (4), della crociera, corrisponde ad 1/10 del raggio minimo (B) del rispettivo perno (2), i perni (2) sono temprati induttivamente e l'uscita della tempra si trova rispettivamente in una zona del corpo di base (1) con poche tensioni nello stato di esercizio. (Figura 2).

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda una crociera per un giunto cardanico con un corpo di base, disposto attorno ad un centro del giunto cardanico, e con quattro perni, che si estendono in allontanamento partendo dal corpo di base e presentano a coppie un asse comune, laddove gli assi si intersecano nel centro della crociera formando un angolo retto, e i quali presentano rispettivamente una superficie di scorrimento cilindrica, disposta concentricamente attorno al rispettivo asse, per corpi di rotolamento di un supporto a rotolamento, laddove il corpo di base rispettivamente nel raccordo con un perno presenta uno spallamento anulare di andamento radiale, che è disposto coassialmente attorno al rispettivo asse.

Nel DE-OS 2721 706 è descritto un giunto cardanico con una crociera, in cui i perni rispettivamente a forma di gradino si raccordano con lo spallamento anulare del corpo di base.

Giunti cardanici di questo genere vengono impiegati prevalentemente in alberi snodati, in cui rispettivamente due giunti cardanici sono accoppiati solidali alla rotazione tramite sezioni d'albero accoppiate fra di loro a cannocchiale. Un giunto cardanico comprende in particolare dal lato conduttore e dal lato condotto rispettivamente una forcella dello snodo, le quali sono accoppiate fra di loro solidali alla rotazione mediante la crociera, laddove i perni della crociera sono supportati a rotolamento in boccole di supporto montate in fori delle forcelle di articolazione. In tal caso la capacità di trasmissione delle coppie di un giunto cardanico viene influenzata prevalentemente dalla conformazione delle forcelle di articolazione, dei supporti. In misura particolare la capacità di trasmissione delle coppie viene limitata dalla resistenza delle zone di raccordo, altamente sollecitate, fra le superiici di scorrimento dei perni e il corpo di base. Da ciò in misura particolare possono aversi inconvenienti e problemi per la costruzione di snodi pesanti, ad esempio per dispositivi di azionamento di laminatoi.

La presente invenzione si pone il compito di realizzare una crociera del genere menzionato all'inizio, che, a parità di dimensioni esterne, presenta un'elevata sollecitabilità di coppia nell'impiego in giunti cardanici.

Il problema viene risolto per il fatto che i perni presentano rispettivamente una zona di raccordo fra superficie di scorrimento e corpo di base, le cui superfici esterne si estendo a forma di curva con diametro crescente con continuità e con decrescente raggio di curvatura rispetto al rispettivo spallamento del corpo di base, e inoltre che guardando in un piano di sezione, passante per gli assi dei perni, rispettivamente la distanza fra una prima tangente alla superficie esterna della zona di raccordo di un perno, estendentesi sotto un angolo di 45° rispetto all'asse del rispettivo perno, e una seconda tangente, che è parallela alla prima e guardando dal centro si trova dietro alla prima tangente e in corrispondenza della superficie esterna del corpo di base poggia su un punto, situato su una linea di simmetria della crociera, estendentesi sotto 45° rispetto all'asse del rispettivo perno, corrisponde ad 1/10 del raggio minimo del rispettivo perno, e infine che il perno è temprato induttivamente e l'uscita della tempra si trova nella zona dello spallamento, presentante poche tensioni nello stato di esercizio del perno. Pertanto si realizza un andamento curvo, con poca azione di taglio, nella zona di raccordo fra la superficie di supporto e il corpo di base, cosicché si ottiene una elevata capacità di trasmissione di coppia della crociera. Inoltre i perni della crociera sono temprati induttivamente fino sull'andamento curvo della zona di raccordo. Pertanto si evitano intagli metallurgici all'interno della zona di raccordo altamente sollecitata in esercizio. L'uscita della tempra si trova in una zona dello spallamento con poche tensioni. La tempra induttiva inoltre ha il vantaggio che è possibile ottenere valori di resistenza necessari anche in grandi profondità al di sotto della superficie del pezzo.

Per l'ottenimento di una lunghezza sufficiente di una superficie di sede per un anello di tenuta nella zona di raccordo le zone di raccordo dei perni possono terminare nel rispettivo spallamento e formare rispettivamente un incavo anulare.

Una riduzione di diametro di seguito alla superficie di scorrimento di un perno fra la superficie di scorrimento e la zona di raccordo costituisce un'uscita di rettifica facilitante la fabbricazione della crociera.

Un ulteriore incremento della sollecitabilità di coppia della crociera viene ottenuto in quanto la crociera è realizzata con un acciaio bonificato al cromo-nichel.

Esempi di realizzazione preferiti vengono illustrati più dettagliatamente in base al disegno.

In particolare:

la figura 1 mostra una vista di una crociera secondo l'invenzione, e

la figura 2 mostra un dettaglio di una crociera secondo la figura 1, con rappresentazione ingrandita di una zona di raccordo da un perno al corpo di base, parzialmente in sezione.

Le figure 1 e 2 vengono descritte in seguito insieme. I componenti corrispondenti sono dotati degli stessi contrassegni. La crociera comprende un corpo di base 1 con quattro perni 2, 2', 3, 3', che sporgono partendo dal corpo di base 1 e si allontanano da un centro 6 della crociera. I perni 2 , 2 ' hanno un asse 4 comune e i perni 3, 3' hanno un asse 5 comune. Gli assi 4, 5 si intersecano nel centro 6 della crociera. I perni presentano rispettivamente una superficie di scorrimento 7, 7', 8, 8', cilindrica e disposta concentricamente attorno al rispettivo asse 4, 5, per corpi di rotolamento 9, e sono alloggiati in boccole di supporto qui non rappresentate. Le boccole di supporto sono montate in fori di forcelle di articolazione di un giunto cardanico, laddove le boccole di supporto dei perni 2, 2 ' sono montate in una forcella di articolazione e le boccole di supporto dei perni 3, 3<7 >nell'altra forcella di articolazione. Le forcelle di articolazione pertanto sono accoppiate solidali alla rotazione e reciprocamente angolabili.

Il corpo di base 1 rispettivamente nel raccordo con un perno 2, 2', 3, 3' presenta uno spallamento anulare e di andamento radiale 10, 10', 11, 11'. I perni 2, 2', 3, 3' presentano rispettivamente una zona di raccordo 18, 18' , 19, 19' disposta fra le superfici di scorrimento 7, 7', 8, 8' e il corpo di base 1.

La figura 2 mostra una rappresentazione ingrandita della zona di raccordo 18. Fra superficie di scorrimento 7, 7', 8, 8' e zona di raccordo 18, 18', 19, 19' dapprima si riduce il raggio del perno 2 al valore B inferiore al raggio del perno 2 nell'ambito della superficie di scorrimento 7. Nella zona di raccordo 18, 18', 19, 19' -il raggio aumenta. In particolare l'andamento curvo della superficie esterna della zona di raccordo 18, 18', 19, 19' presenta dapprima un raggio di curvatura R1, di seguito a questo un raggio di curvatura R2 , ridotto rispetto al raggio di curvatura R , e alla fine un raggio di curvatura R3 ridotto rispetto al raggio di curvatura R2. Con l'andamento della superficie esterna della zona di raccordo 18 verso il corpo di base lè formato un incavo anulare 12 nello spallamento 10 del corpo di base 1. La superficie esterna della zona di raccordo 18 serve da sede per un anello di tenuta per chiudere a tenuta una boccola di supporto, qui non rappresentata, innestabile sul perno 2. Nella figura 2 inoltre è rappresentata una linea.di tempra 13 rappresentante la linea di tempra uguale, guardando in sezione longitudinale. La linea di tempra 13 si estende a distanza costante dalla superficie esterna del perno 2 fino nel corpo di base 1 e termina in corrispondenza dell'incavo 12 dello spallamento 10. L'uscita di tempra si trova pertanto in una zona della crociera che sotto carico presenta poche tensioni.

Guardando in un piano di sezione, passante per gli assi 4, 5, la distanza fra una prima tangente 14 sulla superficie esterna del perno 2 nella zona di raccordo 18, che si estende sotto un angolo di 45° rispetto all'asse 4 del perno 2, e una seconda tangente 15, parallela alla prima tangente 14, che guardando dal centro si trova dietro la prima tangente 14 e poggia in corrispondenza della superficie esterna del corpo di base su un punto 16, che si trova su una linea di simmetria 17 della crociera angolata di 45° rispetto all'asse del perno 2, corrisponde ad 1/10 del raggio minimo B del perno 2. Condizioni corrispondenti sono realizzate per il rimanente perno 2', 3, 3'. Se viene soddisfatta questa condizione allora è possibile fare a meno di accorgimenti particolari di incremento della resistenza, come ad esempio incrudimento mediante rullatura del corpo di base 1 in una zona anulare attorno al rispettivo asse 4, 5 dei perni 2, 2', 3, 3', che passa per il punto 16. In tal caso là resistenza di fondo del materiale è sufficiente per questa zona.

Legenda

1 Corpo di base

2, 2', Perno

3, 3' Perno

4 Asse

5 Asse

6 Centro

7, 7' Superficie di scorrimento 8, 8' Superficie di scorrimento 9 Corpo di rotolamento

10, 10' Spailamento

11, il' Spallamento

12 Incavo

13 Linea di tempra

14 Prima tangente

15 Seconda tangente

16 Punto

17 Linea di simmetrica

18, 18' Zona di raccordo

19, 19' Zona di raccordo

B Raggio

R1, R2 R3 Raggio di curvatura

X Distanza

Claims

Rivendicazioni 1. Crociera per un giunto cardanico, con un corpo di base (1), disposto attorno ad un centro (6) della crociera, e con quattro perni (2, 2', 3, 3'), che sporgono partendo dal corpo di base (1), si estendono in allontanamento dal centro e presentano a coppie un asse (4, 5) comune, laddove gli assi (4, 5) si intersecano nel centro (6) della crociera formando un angolo retto e presentano rispettivamente una superficie di scorrimento (7, 7', 8, 8'), cilindrica e concentrica attorno al rispettivo asse (4, 5), per corpi di rotolamento (9) di un supporto a rotolamento, laddove il corpo di base (1) rispettivamente nel raccordo con un perno (2, 2', 3, 3') presenta uno spallamento anulare e di andamento radiale (10, 10', 11, 11') disposto coassialmente attorno al rispettivo asse (4, 5), caratterizzata dal fatto che i perni (2, 2', 3, 3') presentano rispettivamente una zona di raccordo (18, 18', 19, 19') fra superficie di scorrimento (7, 7', 8, 8') e corpo di base (1), la cui superficie esterna ha andamento curvo con diametro crescente con continuità e con raggio di curvatura decrescente (R) rispetto al rispettivo spallamento (10, 10', 11, 11') del corpo di base (1), e che guardando in un piano di sezione, formato dagli assi (4, 5) dei perni (2, 27, 3, 3'', rispettivamente la distanza (X) fra una prima tangente (14) alla superficie esterna della zona di raccordo (18, 18', 19, 19') di un perno (2, 2', 3, 3'), estendentesi sotto un angolo di 45° rispetto all'asse (4, 5) del rispettivo perno (2, 2 ' , 3 , 3'), e una seconda tangente (15), parallela alla prima tangente (14) e situata, guardando dal centro (6), dietro alla prima tangente (14) e poggiante in corrispondenza della superficie esterna del corpo di base (1) su un punto (16), che si trova su una linea di simmetrica (17), estendentesi sotto 45° rispetto all'asse (4, 5) del rispettivo perno (2, 2', 3, 3'), corrisponde ad 1/10 del raggio minimo (B) del rispettivo perno (2, 2', 3, 3'), e che i perni (2, 2', 3, 3') sono temprati induttivamente e rispettivamente l'uscita della tempra si trova nella zona dello spallamento (10, 10', 11, 11'), con poche tensioni nello stato di esercizio della crociera, del corpo di base (1).
2. Crociera secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le zone di raccordo (18, 18', 19, 19') dei perni (2, 2', 3, 3') terminano nel rispettivo spallamento (10, 10', 11, 11') del corpo di base (1) e formano rispettivamente un incavo anulare (12).
3. Crociera secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzata dal fatto che è prevista rispettivamente una riduzione del diametro di seguito alla superficie di scorrimento (7, 7', 8, 8') del rispettivo perno (2, 2', 3, 3') fra la superficie di scorrimento (7, 7', 8, 8') e la zona di raccordo (18, 18', 19, 19').
4. Crociera secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzata dal fatto che la crociera è realizzata con un acciaio bonificato a base di cromo-nichel